Java - 보조 스트림(필터 스트림)

보조 스트림 (필터 스트림)

Java - I/O스트림에 이어 보조 스트림도 학습해보자!

• 실제 읽고 쓰는 스트림이 아닌 보조 기능을 제공하는 스트림이다.
• FilterInputStream과 FilterOutputStream이 보조 스트림의 상위 클래스들이다.
• 생성자의 매개변수로 또 다른 스트림(기반 스트림이나 다른 보조 스트림)을 입력받는다. 입력받은 스트림에 보조 스트림의 기능을 추가한다.
• Decorator Pattern으로 구현 된다.

실제 읽고 쓰는 기능이 없기때문에 매개 변수로 읽고 쓰는게 가능한 스트림을 입력받는다. 인자로 들어온 스트림을 실행하고 거기에 부차적으로 보조 기능을 추가한다.

상위 클래스 생성자

📌 InputStreamReader와 OutputStreamWriter

• 바이트 단위로 읽거나 쓰는 자료를 문자로 변환해주는 보조 스트림

예제

FileInputStream fis = new FileInputStream("log.txt");
int i;
try (fis){
    while((i = fis.read()) != -1) {
        System.out.print((char)i);
    }

} catch(Exception e) {
    e.printStackTrace();
}

출력 결과
9¿? 03, 2022 4:33:10 ¿??? ch6log.MyLogger fine FINE: ³? ??¸§!
9¿? 03, 2022 4:33:10 ¿??? ch6log.MyLogger fine FINE: null?º ??¸§?? ?? ¼? ¾ø½?´?´?.
9¿? 03, 2022 4:33:10 ¿??? ch6log.MyLogger fine FINE: ³?¹? ±? ??¸§??´?´?.
9¿? 03, 2022 4:33:10 ¿??? ch6log.MyLogger warning
WARNING: Index 3 out of bounds for length 3

위 코드는 FileReader 실습에 사용한 코드이다. FileReader가 아니라 FileInputStream으로 읽으면 한글은 2byte이기에 깨져서 출력되었다.

FileInputStream에 보조스트림 InputStreamReader을 추가해 한글이 잘 출력되게 해보자.

InputStreamReader fis = new InputStreamReader(new FileInputStream("log.txt"));

위와 같이 InputStreamReader에 인자로 FileInputStream을 넣었더니 FileInputStream에 바이트를 문자로 변환하는 기능이 추가된 것을 볼 수 있다.

📌 BufferedInputStream과 BufferedOutputStream

• 약 8k의 배열이 제공되어 입출력이 빠르게 하는 기능이 제공되는 보조 스트림
• BufferedReader와 BufferedWriter는 문자용 입출력 보조 스트림

버퍼링을 사용해 더 빠르게 입출력을 수행할 수 있다.

버퍼란?

프로그램의 실행 성능은 컴퓨터를 구성하는 요소 중 가장 처리 속도가 느린 부품의 속도를 따른다. CPU, 메모리가 아무리 성능이 좋다 한들 하드디스크의 속도가 가장 느리므로 프로그램 처리 속도는 하드디스크의 영향을 많이 받게된다.

연산 장치와 보조 기억 장치의 속도 차이를 개선하기 위해 버퍼를 사용할 수 있다. 버퍼는 데이터를 보내지 않고 임시로 모아두다가, 일정 크기가 되었을 때 한번에 내보내기 위해 사용한다.

예제

약 5MB 정도의 파일 a.zip을 읽어서 copy.zip에 써보자.

long millisec = 0;
int i;
FileInputStream fis = new FileInputStream("a.zip");
try (fis){
    millisec = System.currentTimeMillis();
    FileOutputStream fos = new FileOutputStream("copy.zip");

    while((i = fis.read())!= -1) {
        fos.write(i);
    }
    millisec = System.currentTimeMillis();

} catch(Exception e) {
    e.printStackTrace();
}
long seconds = TimeUnit.MILLISECONDS.toSeconds(millisec);
System.out.println(seconds+"초 소요됨");

79초 소요됨

내 컴퓨터 ㅠ

그럼 BufferedInputStream과 BufferedOutputStream를 사용하면 어떻게 될까? 코드를 변경해보자.

long millisec = 0;
int i;
FileInputStream fis = new FileInputStream("a.zip");
try (fis){
    millisec = System.currentTimeMillis();
    FileOutputStream fos = new FileOutputStream("copy.zip");
    BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(fis);
    BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(fos);

    while((i = bis.read())!= -1) {
        bos.write(i);
    }
    millisec = System.currentTimeMillis();

} catch(Exception e) {
    e.printStackTrace();
}
long seconds = TimeUnit.MILLISECONDS.toSeconds(millisec);
System.out.println(seconds+"초 소요됨");

0초 소요됨

이렇게 빨라진다고...? 😮

+

보조 스트림이 보조 스트림을 감쌀 수도 있으므로

Socket socket = new Socket();

new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));

이렇게 다중으로 감쌀수도 있다. (물론 가장 안쪽에는 실제 입력,출력 기능이 있는 스트림이 있어야 함)

참고

• Do it! 자바 프로그래밍 입문
• https://hudi.blog/java-filter-stream/